(57)【要約】本発明は、独立型マイクログリッド内の線路上に複数設けられ、線路の開放または投入を制御する知能化開閉器、電流リミッタを内蔵して出力電流の制限が可能なバッテリーインバータ、および前記複数の知能化開閉器から前記線路の短絡故障情報を受信して故障区間を判断し、前記バッテリーインバータが出力電流を制限するように制御するオペレーティングシステムを含む、インバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムおよび切替方法であって、リクローザー（Ｒｅｃｌｏｓｅｒ）などの別途の遮断設備が備えられていない独立型マイクログリッド内で発生する線路短絡故障区間を迅速かつ正確に切り替えることが可能である。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立型マイクログリッド内の線路上に複数設けられ、線路の開放または投入を制御する知能化開閉器、
電流リミッタを内蔵して出力電流の制限が可能なバッテリーインバータ、および
前記複数の知能化開閉器から前記線路の短絡故障情報を受信して故障区間を判断し、前記バッテリーインバータが出力電流を制限するように制御するオペレーティングシステム
を含むインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項２】
前記オペレーティングシステムは、前記知能化開閉器から受信する情報によって故障区間を判断し、判断された故障区間の前段に備えられる知能化開閉器を開放制御することを特徴とする請求項１に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項３】
前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータの出力電流制限有無を確認して前記知能化開閉器の開放制御を行うことを特徴とする請求項２に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項４】
前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータによって制限された短絡故障電流の大きさが前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さいか否かを確認して、前記知能化開閉器の開放制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項５】
前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータによって制限された短絡故障電流の大きさが前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さいか否かを確認して、前記バッテリーインバータによって電流が制限されていない場合、前記線路上に設けられる遮断器を開放制御することを特徴とする請求項３に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項６】
前記オペレーティングシステムは、前記短絡故障が、前記線路上に設けられる遮断器と該遮断器からの１番目の知能化開閉器との間の区間で発生した場合、前記遮断器を開放制御することを特徴とする請求項４に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項７】
前記オペレーティングシステムは、前記知能化開閉器が開放されて前記故障区間が切替されると、前記バッテリーインバータの電流制限を終了制御することを特徴とする請求項４に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項８】
前記オペレーティングシステムは、前記故障区間が切り替えられたか否かを確認して前記故障区間の切替が不可能な場合には、前記線路上に設けられる遮断器を開放制御することを特徴とする請求項７に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項９】
前記オペレーティングシステムは、前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認して、前記故障区間が切り替えられたかを確認することを特徴とする請求項８に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項１０】
独立型マイクログリッド内の線路上に複数設けられ、線路の開放または投入を制御する知能化開閉器、
前記線路上の出力電流を制限するための出力制限手段、および
前記複数の知能化開閉器から前記線路の短絡故障情報を受信して短絡故障が確認される場合、前記出力制限手段を制御して出力電流を制限させるオペレーティングシステム
を含むインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項１１】
前記オペレーティングシステムは、前記出力制限手段によって出力電流が制限されると、前記短絡故障部位の前段に備えられる知能化開閉器を開放させることを特徴とする請求項１０に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項１２】
前記出力制限手段は、出力電流が前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さくなるように制限することを特徴とする請求項１１に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システム。
【請求項１３】
独立型マイクログリッド内の線路上に短絡故障が発生すると、電流リミッタを内蔵し、出力電流の制限が可能なバッテリーインバータの出力電流を制限する段階と、
前記出力電流を制限する段階によって出力電流が制限されると、前記短絡故障部位の前段に設置される知能化開閉器を開放させる段階と
を含むインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１４】
前記知能化開閉器が故障電流を計測して故障情報をオペレーティングシステムへ伝送する段階と、
前記オペレーティングシステムが伝送を受けた故障情報が短絡故障であるか否かを判断する段階とを含み、
短絡故障に該当する場合、前記バッテリーインバータの出力電流を制限する段階を行う
ことを特徴とする請求項１３に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１５】
前記短絡故障か否かを判断する段階は、前記故障情報によって受信した故障電流の大きさが過電流継電器の動作電流よりも大きければ、短絡故障と判断することを特徴とする請求項１４に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１６】
前記短絡故障による故障区間が、前記線路上の遮断器と１番目の知能化開閉器との間の区間であるか否かを判断する段階と、
前記故障区間が前記線路上の遮断器と１番目の知能化開閉器との間の区間である場合、前記線路上の遮断器を開放する段階と
をさらに含む請求項１３に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１７】
前記出力電流を制限する段階は、前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さく出力を制限することを特徴とする請求項１３に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１８】
前記出力電流を制限する段階によって前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさより小さく出力が制限されたかを確認する段階をさらに含み、
前記知能化開閉器を開放させる段階は、前記出力電流の制限を確認して行う
ことを特徴とする請求項１７に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項１９】
前記出力電流の制限を確認した結果、前記出力電流が制限されていない場合、前記線路上に設けられる遮断器を開放する段階をさらに含む請求項１８に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項２０】
前記知能化開閉器を開放させる段階によって前記知能化開閉器が開放されて前記故障区間が切り替えられると、前記出力電流の制限を終了する段階をさらに含む請求項１８に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項２１】
前記故障区間の切替が不可能な場合、前記線路上に設けられる遮断器を開放する段階をさらに含む請求項２０に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【請求項２２】
前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認する段階をさらに含み、
前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認することにより、前記故障区間が切り替えられたか否かを確認する
ことを特徴とする請求項２１に記載のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータベースの独立型マイクログリッド内で線路の短絡故障が発生したときに短絡故障区間を切り替えるための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
島嶼地域の電力系統は、陸地の大型系統から電力の供給を受けることができないため、自体的に内燃発電機を介して電力を生産、供給している。 
【０００３】
このように内燃発電機を使用する場合、燃料費により発電所の運用費が非常に高くなり、陸地に比べて電力生産コストが遥かに高い。 
【０００４】
また、ＣＯ２排出などの環境汚染問題を伴い、陸地系統に比べて電力品質が著しく低下するという欠点がある。 
【０００５】
かかる問題点を解決するために、最近、国内外の多くの島嶼地域の独立系統に独立型マイクログリッドが拡大普及している。 
【０００６】
独立型マイクログリッドは、新・再生可能エネルギー、エネルギー貯蔵装置などを使用するため燃料使用量を減縮することができ、これにより環境汚染の低減や運用費の節減などを図ることができる。 
【０００７】
特に、独立型マイクログリッドは、エネルギー貯蔵装置内のインバータが主電源となってバッテリーの充放電を繰り返し、電圧、周波数を維持するので、インバータベースの小規模電力系統といえる。 
【０００８】
このように、独立型マイクログリッドを用いて既存の内燃発電所の多くの問題点を解決することができるが、線路に故障が発生したときの故障処理方法及び手続きは、独立型マイクログリッドの適用前、後の差がない。 
【０００９】
一般な島嶼地域の独立系統の場合、配電線路が樹枝状に構成されており、線路内に手動開閉器のみ設置されているだけであり、リクローザー（Ｒｅｃｌｏｓｅｒ）などの別途の遮断設備が設置されてはいない。 
【００１０】
これにより、故障が発生したときに発電所内の高圧遮断器を開放しなければならず、故障の発生した線路全体に停電が発生する。 
【００１１】
島嶼地域の独立系統は、陸地系統とは異なり非接地線路であるため、地絡故障が発生した場合、故障電流の大きさが非常に小さいので、線路に設置されている開閉器を用いて故障区間の切替が可能である。
【００１２】
しかし、短絡故障が発生した場合には、故障電流の大きさが非常に大きいため、開閉器ではこれを遮断することができず、図１のように高圧遮断器を開放しなければならず、これにより当該線路全体に停電が発生するしかなくなる。
【００１３】
そのため、短絡故障により遮断器を開放した後、故障部位を探し、それを復旧しなければならないので、故障部位を運用員が直接肉眼で確認するが、この時、故障区間についての情報がないため線路全体を確認しなければならないので、非常に長い時間がかかり、これにより停電時間も長くなる。 
【００１４】
故障部位を見付けたら、開閉器を開放して故障区間は切り替え、正常区間は復電させ、故障復旧後に最終的に開放していた開閉器を投入して故障区間も復電させる手続きを経る。 
【００１５】
もちろん、多くの島嶼地域に配電知能化システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＤＡＳ）が適用されるので、通信が可能な知能化開閉器を用いて故障区間を判別し、これを運用員に伝達するので、故障復旧時間が大幅に減少した。
【００１６】
しかし、知能化開閉器を設置しても短絡故障が発生すると、知能化開閉器によって故障区間を切り替えることができず、遮断器が開放されなければならないので、故障線路全体に停電が発生するしかない。
【００１７】
このような手続きは、インバータベースの独立型マイクログリッドが構築されても同様に適用されるため、線路短絡故障が発生すると、線路全体が停電するしかなく、故障区間の切替にかかる時間が非常に長い。
【００１８】
これを考慮して島嶼地域の独立系統に独立型マイクログリッドが適用されたときに線路内の短絡故障が発生しても、線路全体が停電せず、速やかに故障区間を切り替えることができる方案が必要である。
【００１９】
これらの点を考慮した従来技術の中でも、韓国特許第１０−１０２８７４５号、同第１０−１２９４６９８号、同第１０−１５１４９９９号などの故障区間切替方法は、陸地の一般な配電系統を対象としている。
【００２０】
上記の従来技術は、故障の種類が地絡故障である場合にのみ適用することができ、短絡故障に対する切替方法である場合には、線路の中央に設置されているリクローザーや故障区間切替開閉器などを用いて故障区間を切り替える方法を使用している。
【００２１】
ところが、島嶼地域の独立系統の場合、一般に、このような保護設備が設置されていないため、該当技術の適用が難しい。
【００２２】
また、韓国特許第１０−０６７５７３９号、同第１０−０７４０１５１号などの内燃発電ベースの島嶼地域非接地系統における故障区間切替方法は多数存在するが、これも故障の種類が地絡故障である場合にのみ該当し、短絡故障に対する方法は不在である。
【００２３】
結局、島嶼地域系統で短絡故障が発生すると、線路全体に停電が発生するしかなく、故障区間の切替及び復旧時間が非常に長い。
【００２４】
以上の背景技術に記載された事項は、発明の背景に対する理解を助けるためのものであって、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者に既に知られている従来技術ではない事項を含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、リクローザー（Ｒｅｃｌｏｓｅｒ）などの別途の遮断設備が備えられていない独立型マイクログリッド内で発生する線路短絡故障区間を迅速かつ正確に切り替えるための方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の一観点によるインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムは、独立型マイクログリッド内の線路上に複数設けられ、線路の開放または投入を制御する知能化開閉器と、電流リミッタを内蔵して出力電流の制限が可能なバッテリーインバータと、前記複数の知能化開閉器から前記線路の短絡故障情報を受信して故障区間を判断し、前記バッテリーインバータが出力電流を制限するように制御するオペレーティングシステムとを含む。 
【００２７】
前記オペレーティングシステムは、前記知能化開閉器から受信する情報によって故障区間を判断し、判断された故障区間の前段に備えられる知能化開閉器を開放制御することを特徴とする。 
【００２８】
また、前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータの出力電流制限有無を確認して前記知能化開閉器の開放制御を行うことを特徴とする。 
【００２９】
また、前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータによって制限された短絡故障電流の大きさが前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さいか否かを確認して、前記知能化開閉器の開放制御を行うことを特徴とする。 
【００３０】
このような前記オペレーティングシステムは、前記バッテリーインバータによって制限された短絡故障電流の大きさが前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さいか否かを確認して、前記バッテリーインバータによって電流が制限されていない場合には、前記線路上に設けられる遮断器を開放制御することを特徴とする。 
【００３１】
一方、前記オペレーティングシステムは、前記短絡故障が、前記線路上に設けられる遮断器と該遮断器からの１番目の知能化開閉器との間の区間で発生した場合、前記遮断器を開放制御することを特徴とする。 
【００３２】
また、前記オペレーティングシステムは、前記知能化開閉器が開放されて前記故障区間が切替されると、前記バッテリーインバータの電流制限を終了制御することを特徴とする。 
【００３３】
ここで、前記オペレーティングシステムは、前記故障区間が切り替えられたかを確認して、前記故障区間の切替が不可能な場合には、前記線路上に設けられる遮断器を開放制御することを特徴とする。 
【００３４】
また、前記オペレーティングシステムは、前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認して、前記故障区間が切り替えられたかを確認することを特徴とする。
【００３５】
本発明の他の一観点によるインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムは、独立型マイクログリッド内の線路上に複数設けられ、線路の開放または投入を制御する知能化開閉器と、前記線路上の出力電流を制限するための出力制限手段と、前記複数の知能化開閉器から前記線路の短絡故障情報を受信して短絡故障が確認される場合、前記出力制限手段を制御して出力電流を制限させるオペレーティングシステムとを含む。
【００３６】
前記オペレーティングシステムは、前記出力制限手段によって出力電流が制限されると、前記短絡故障部位の前段に備えられる知能化開閉器を開放させることを特徴とする。 
【００３７】
また、前記出力制限手段は、出力電流が前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さくなるように制限することを特徴とする。
【００３８】
本発明の一観点によるインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法は、独立型マイクログリッド内の線路上に短絡故障が発生すると、電流リミッタを内蔵して、出力電流の制限が可能なバッテリーインバータの出力電流を制限する段階と、前記出力電流を制限する段階によって出力電流が制限されると、前記短絡故障部位の前段に設置される知能化開閉器を開放させる段階とを含む。
【００３９】
また、前記知能化開閉器が故障電流を計測して故障情報をオペレーティングシステムへ伝送する段階と、前記オペレーティングシステムが伝送を受けた故障情報が短絡故障であるか否かを判断する段階とを含み、短絡故障に該当する場合、前記バッテリーインバータの出力電流を制限する段階を行うことを特徴とする。
【００４０】
前記短絡故障か否かを判断する段階は、前記故障情報によって受信した故障電流の大きさが過電流継電器の動作電流よりも大きければ、短絡故障と判断することを特徴とする。
【００４１】
また、前記短絡故障による故障区間が前記線路上の遮断器と１番目の知能化開閉器との間の区間であるか否かを判断する段階と、前記故障区間が前記線路上の遮断器と１番目の知能化開閉器との間の区間である場合、前記線路上の遮断器を開放する段階とをさらに含むことができる。
【００４２】
前記出力電流を制限する段階は、前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さく出力を制限することを特徴とする。
【００４３】
また、前記出力電流を制限する段階によって前記知能化開閉器の開放可能な最小電流の大きさよりも小さく出力が制限されたか否かを確認する段階をさらに含み、前記知能化開閉器を開放させる段階は、前記出力電流の制限を確認して行うことを特徴とする。 
【００４４】
前記出力電流の制限を確認した結果、前記出力電流が制限されていない場合、前記線路上に設けられる遮断器を開放する段階をさらに含むことができる。 
【００４５】
また、前記知能化開閉器を開放させる段階によって前記知能化開閉器が開放されて前記故障区間が切り替えられると、前記出力電流の制限を終了する段階をさらに含むことができる。 
【００４６】
また、前記故障区間の切替が不可能な場合には、前記線路上に設けられる遮断器を開放する段階をさらに含むことができる。 
【００４７】
また、前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認する段階をさらに含み、前記開放させた知能化開閉器の前段に備えられる知能化開閉器の正常電流か否かを確認することにより、前記故障区間が切り替えられたか否かを確認することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
本発明のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法および切替システムによれば、次の効果が発揮される。
【００４９】
第一に、インバータベースの独立型マイクログリッド内で線路短絡故障が発生したときに迅速な故障区間検出および切り替えが可能なので、停電なしに故障区間を切り替えることができ、正常区間に正常に電力を供給することができる。
【００５０】
第二に、インバータベースの独立型マイクログリッド内で知能化開閉器のみでも故障区間の切替が可能なので、故障電流遮断のために線路に遮断器を別途設置しなくてもよい。
【００５１】
第三に、これを独立型マイクログリッド技術に融合させることにより、市場競争力を強化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、従来の独立型マイクログリッドにおける線路故障による状況を概念的に示す図である。
【図２】図２は、知能化開閉器による故障区間切替の理解のために示す図である。
【図３】図３は、短絡故障による故障区間の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムを示す図である。
【図５】図５は、インバータの電流リミッタによる出力電流制限を示す図である。
【図６】図６は、本発明に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明、本発明の動作上の利点および本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好適な実施例を例示する添付図面、および添付図面に記載された内容を参照しなければならない。 
【００５４】
本発明の好適な実施例を説明するにあたり、本発明の要旨を不要に曖昧にするおそれのある公知の技術や重複説明は、その説明を減らすか或いは省略する。 
【００５５】
島嶼地域配電知能化システムの普及に伴い、多くの島嶼地域に知能化開閉器が構築されたが、通信を介して故障情報のみをやり取りすることができるだけであり、短絡故障時に故障区間を切り替えることは不可能である。 
【００５６】
しかし、短絡故障が発生しても、固定電流の大きさが、知能化開閉器が開放可能な大きさだけ小さくなると、線路の遮断器を開放することなく開閉器のみを用いて故障区間の切替が可能である。 
【００５７】
そのためには、故障電流の大きさを減らす装置が必要であるが、これは独立型マイクログリッドの主電源となるバッテリーインバータによって可能である。
【００５８】
すなわち、インバータに内蔵されている電流リミッタを用いて、短絡故障が発生したときに瞬間的に故障電流の大きさを制限することができる。
【００５９】
言い換えれば、バッテリーインバータによって短絡故障電流の大きさを制限し、知能化開閉器を開放して線路全体の停電なしに故障区間のみ切り替えることが可能なので、正常区間には正常に電力供給が可能である。 
【００６０】
これを考慮して、本発明で提示するインバータベースの独立型マイクログリッド内で線路短絡故障が発生したときに線路の停電なしに故障区間を切り替える方法は、オペレーティングシステムによる短絡故障の検出、知能化開閉器を用いた故障区間の切替、およびバッテリーインバータを用いた故障電流の制限で構成される。 
【００６１】
線路に短絡故障が発生すると故障電流が流れ、知能化開閉器によって故障情報が独立型マイクログリッドオペレーティングシステム（以下、「オペレーティングシステム」という）に伝達される。 
【００６２】
オペレーティングシステムでは、受信した故障情報を用いて短絡故障の発生有無を判断する。また、各知能化開閉器から受信した故障情報に基づいて、オペレーティングシステムでは故障区間を判断する。 
【００６３】
次に、オペレーティングシステムでバッテリーインバータが出力電流制限機能を行うように命令して、インバータの出力電流制限機能によって短絡電流の大きさを、開閉器が開放することができる程度に小さくする。 
【００６４】
一般に、短絡故障が発生したときに定格の数倍乃至数十倍の故障電流が流れるため、故障電流遮断機能のない開閉器では短絡電流を遮断することができないが、インバータの出力電流制限機能によって電流の大きさが小さくなると、開閉器の開放が可能なので、故障区間を切り替えることができる。 
【００６５】
短絡電流の大きさが所定の値（開閉器が開放することができる電流の大きさ）以下に制限されると、オペレーティングシステムでは、故障区間の直前段に設置されている知能化開閉器が開放されるように命令を下す。 
【００６６】
こうなると、図２に示すように故障区間のみ切り替え、開放された知能化開閉器の前段の正常区間は停電なしに正常に電力供給が可能となる。 
【００６７】
ただし、故障発生部位が遮断器の直後段（樹枝状線路上の高圧遮断器と１番目の開閉器との間）である場合には、開閉器による切り替えが不可能なので、遮断器を開放しなければならない。 
【００６８】
線路には、短絡故障を検出することができる知能化開閉器が多数設置され、これを基準に故障発生部位によって故障区間が区分される。 
【００６９】
図３には線路上の３つの開閉器区間までを例示し、これを基準に短絡故障発生部位による故障区間を示した。３つの開閉器までを考察すると、４つの故障区間に区分できることが分かる。
【００７０】
図４は本発明の一実施例に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムを示す図である。 
【００７１】
図４を参照すると、本発明の一実施例に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムは、複数の知能化開閉器、バッテリーインバータ、およびオペレーティングシステムを含む。 
【００７２】
知能化開閉器は、開閉器と端末装置（ＦＲＴＵ、Ｆｅｅｄｅｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｕｎｉｔ）から構成される。 
【００７３】
開閉器にはＰＴ、ＣＴが内蔵されており、電圧、電流などを計測して故障情報を取得することができ、開閉器は状況に応じて開放、投入をする。 
【００７４】
端末装置は、オペレーティングシステムと通信によって接続されて故障情報を送信し、命令を受信し、開閉器の開放、投入を制御する役割を果たす。
【００７５】
本発明において、知能化開閉器は、線路内に多数が設置され、これを基準に故障区間を区分する。 
【００７６】
短絡故障が発生した場合、これを開閉器によって検出し、端末装置によってオペレーティングシステムと通信によって接続されて該当情報を伝達する。 
【００７７】
オペレーティングシステムおよびバッテリーインバータによって短絡電流が制限されると、故障区間に応じて特定の開閉器が開放されて故障区間を切り替える。
【００７８】
バッテリーインバータは、バッテリーの直流電圧をパワーエレクトロニクスベースのスイッチング素子を用いて系統の交流電圧に変換する役割を果たす。
【００７９】
独立型マイクログリッドでは、バッテリーインバータが主電源となり、系統全体の電圧と周波数を維持する。 
【００８０】
バッテリーインバータは、電流リミッタを内蔵しているため、出力電流の制限が可能である。 
【００８１】
本発明では、故障発生に応じてオペレーティングシステムで出力電流制限機能が動作するように命令を下せば、短絡電流の大きさを、開閉器が開閉可能な大きさに制限する。 
【００８２】
オペレーティングシステムは、本発明の全体ロジックを搭載しており、これを行う。
【００８３】
多数の知能化開閉器の端末装置およびバッテリーインバータと通信によって接続されており、故障情報および命令などを送受信する。
【００８４】
知能化開閉器の端末装置から受信した短絡故障検出結果に基づいて故障区間を判断し、バッテリーインバータが出力電流制限機能を行うように命令を下す。 
【００８５】
これにより短絡電流が制限されると、故障区間に応じて開閉器が開放されるように端末装置に命令を下す。 
【００８６】
図6は本発明の一実施例に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法を示すものである。 
【００８７】
以下、図6を参照して、一実施例に係るインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替方法を順次説明する。 
【００８８】
＜短絡故障検出よび故障区間判断−Ｓ１０、Ｓ２０＞ 
【００８９】
線路内短絡故障が発生すると、故障電流が流れ、知能化開閉器では故障電流を計測し、これにより端末装置で故障が発生したことを判断する。 
【００９０】
次に、故障の種類を判別するために、該当故障情報（３相電圧、電流）をオペレーティングシステムへ送信する。 
【００９１】
オペレーティングシステムでは、受信した情報を用いて、短絡故障が発生したか否かを判断する。無電圧が発生し、検出された故障電流の大きさがＯＣＲ（Ｏｖｅｒ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｒｅｌａｙ、過電流継電器）の動作電流よりも大きければ、該当故障を短絡故障と判断する。 
【００９２】
オペレーティングシステムで短絡故障の発生が確認されると、線路に設置されている複数台の知能化開閉器から情報を受信して故障区間を判断する。故障区間は、開閉器で測定される無電圧および故障電流の方向を確認して判断する。 
【００９３】
＜１番目の故障区間における故障か否かの確認−Ｓ３０＞ 
【００９４】
もし故障区間が遮断器の直後段である１番目の区間（樹枝状線路上の高圧遮断器と１番目の開閉器との間）であれば、故障区間の前段に開閉器が存在しないため、故障区間の切替が不可能である。 
【００９５】
このような場合、遮断器を開放しなければならず、線路全体が故障区間となって停電が発生する。 
【００９６】
＜バッテリーインバータによる短絡故障電流制限−Ｓ４０＞  
故障発生部位が１番目の区間ではない場合、バッテリーインバータが出力電流制限機能を行うようにオペレーティングシステムで命令を下す。 
【００９７】
命令を受信したインバータは、内蔵されている電流リミッタを用いて電流制限機能を行い、短絡故障電流の大きさを、開閉器が開閉可能なレベルの電流の大きさまでに制限する。 
【００９８】
図5では短絡故障の発生により瞬間的に電流の大きさが大きく増加するが、バッテリーインバータによって即刻的に電流が制限される様子を示す。
【００９９】
図示の如く、短絡故障前の負荷電流の大きさとほぼ同じレベルに電流の大きさが制限される。
【０１００】
＜知能化開閉器の開放可否判断−Ｓ５０＞
【０１０１】
オペレーティングシステムでは、バッテリーインバータの出力電流制限を介して、故障電流の大きさが、開閉器が開閉できるほどに小さくなったかを判断する。
【０１０２】
【数１】
2019527025.tif 000003
【０１０３】
式中、ＩＦ：インバータによって制限された短絡故障電流の大きさ［Ａ］、ＩＳＷ：開閉器の開放可能な最小電流の大きさ［Ａ］である。
【０１０４】
もし故障状況や電流制限機能の誤動作などにより、短絡電流の大きさをＩＳＷ以下に制限することが不可能な場合（Ｓ５１）、故障波及を防ぐために線路の高圧遮断器を開放する（Ｓ９０）。
【０１０５】
＜知能化開閉器の動作を用いた故障区間の切替−Ｓ６０＞ 
【０１０６】
Ｓ５０の条件が満たされた場合、オペレーティングシステムで故障区間の直前段に設置されている知能化開閉器が開放されるように命令を下し、これにより知能化開閉器が開放され、故障区間は切り替えられ、正常区間は停電なしに正常に電力の供給を受ける。開放された知能化開閉器では、該当情報をオペレーティングシステムに伝達する。 
【０１０７】
＜故障区間正常切替か否かの確認および電流制限機能の終了−Ｓ７０、Ｓ８０＞ 
【０１０８】
オペレーティングシステムでは、開放された開閉器の端末装置から開放されたという情報を受信し、実際正常に故障区間が切り替えられたか否かを確認するために開放された知能化開閉器よりも、前段に設置された知能化開閉器（正常区間に位置）から故障が検出されるかどうかを確認する。 
【０１０９】
正常に開閉器が開放されて故障区間が切り替えられた場合、オペレーティングシステムでは、バッテリーインバータに電流制限機能を終了するように命令を下す。 
【０１１０】
もし開閉器が誤動作や通信エラーなどにより開放不可能であって故障区間が正常に切り替えられていない場合（Ｓ７１）には、故障波及を防ぐために線路の高圧遮断器を開放する（Ｓ９０） 
【０１１１】
以上で説明したように、本発明のインバータベースの独立型マイクログリッド内の線路短絡故障区間切替システムおよび切替方法は、リクローザーなどの遮断設備を備えていない独立型マイクログリッド内で短絡故障が発生した場合、バッテリーインバータを制御して知能化開閉器を開放することができるようにすることにより、迅速かつ正確に故障区間を把握して故障線路を切り替え、短絡故障に迅速に対処することができるようにし、正常区間まで停電しないようにすることにより、電力の供給をより安定的に維持することができるようにする。 
【０１１２】
上述した本発明は、例示された図面を参照して説明されたが、記載された実施例に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱することなく様々な修正および変形を加え得るのは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって自明である。よって、それらの修正例または変形例も本発明の特許請求の範囲に属すると理解されるべきであり、本発明の権利範囲は添付された特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１１３】
Ｓ１０    短絡故障の検出
Ｓ２０    故障区間の判断
Ｓ３０    １番目の故障区間における故障か否かの確認
Ｓ４０    バッテリーインバータによる短絡故障電流の制限
Ｓ５０    知能化開閉器開放可否の判断
Ｓ５１    故障電流制限不可か否かの確認
Ｓ６０    知能化開閉器の動作による故障区間の切替
Ｓ７０    故障区間正常切替か否かの確認
Ｓ７１    開閉器開放不可か否かの確認
Ｓ８０    電流制限機能の終了
Ｓ９０    高圧遮断器の開放
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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